Устройство для определения индекса распространения пламени

 

Изобретение относится к области исследования пожароопасных свойств твердых материалов, а именно к устройствам оценки скорости распространения пламени. Цель изобретения - повьшение достоверности определения индекса распространения пламени в условиях кислородообогащенных сред и при повышенных давлениях. Устройство состоит из корпуса с датчиком давления , конфузора с краном давления, диффузора подачи воздз а с краном расхода, двух сервоприводов на кранах давления и расхода. Верхняя часть корпуса соединена с раструбом конфузора , нижняя часть соединена с раструбом диффузора, по оси корпуса установлена разделительная перегородка, образующая в нем две идентичные проточные камеры. В камерах установлены идентичные держатели образца, В стенке корпуса первой камеры установлена радиационная панель, во второй камере на противоположных стенках корпуса установлены осветители и фотоэлементы. Оси пар осветитель - фотоэлемент ориентированы горизон- . тально. Ось первой пары осветительфотоэлемент проходит на уровне верхнего края перегородки, а ось второй пары - непосредственно над держателем образца. Сервоприводы кранов расхода и давления электрически связаны с выходом блока управления. Вход блока управления связан с датчиком давления и выходами фотоэлементов. 6 ил. (Л САЭ сл о сд ас

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11) (51)4 G 01 N 25/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4022322/40-25 (22) 12.02.86 (46) 07.11.87. Бюл. В 41 (71) Ленинградский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института противопожарной обороны (72) В.Н. Сапожников (53) 543.272(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 635415, кл. С 01 N 25/50, 1977.

Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. ГОСТ

12.1.044-84, 1984, с. 113. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНДЕКСА РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ (57) Изобретение относится к области исследования пожароопасных свойств твердых материалов, а именно к устройствам оценки скорости распространения пламени. Цель изобретения— повьппение достоверности определения индекса распространения пламени в условиях кислородообогащенных сред и при повышенных давлениях. Устройство состоит из корпуса с датчиком давления, конфузора с краном давления, диффузора подачи воздуха с краном расхода, двух сервоприводов на кранах давления и расхода. Верхняя часть корпуса соединена с раструбом конфузора, нижняя часть соединена с раструбом диффузора, по оси корпуса установлена разделительная перегородка, образующая в нем две идентичные проточные камеры. В камерах установлены идентичные держатели образца.

В стенке корпуса первой камеры установлена радиационная панель, во вто.рой камере на противоположных стенках корпуса установлены осветители и фотоэлементы. Оси пар осветитель— фотоэлемент ориентированы горизонтально. Ось первой пары осветительфотоэлемент проходит на уровне верхнего края перегородки, а ось второй пары — непосредственно над держателем образца. Сервоприводы кранов расхода и давления электрически связаны с выходом блока управления. Вход блока управления связан с датчиком давления и выходами фотоэлементов.

6 ил.

135058

Изобретение относится к области исследования пожароопасных свойств твердых материалов, а точнее к устройствам оценки скорости распростра5 нения пламени.

Целью изобретения является повышение достоверности определения индекса распространения пламени в условиях кислородообогащенных ср д и при 1д повышенных давлениях.

° Ha фиг. 1 изображено устройство для определения индекса распространения пламени по поверхности образца материала, общий вид; на фиг. 2 : 15 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3— сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4-6 схемы, поясняющие работу устройства.

Устройство состоит из корпуса 1, разделенного перегородкой 2 на ка- 20 меры 3 и 4. Внутри камеры 3 размещены держатель 5 образца с запальником

6 и образцом материала 7. Держатель 5 образца жестко связан с дверцей 8, которая крепится к корпусу 1 с помо- 25 щью болтов 9. Дверца 8 герметизируется на корпусе 1 прокладкой 10.

Сверху корпус закрыт конфузором 11, переходящим в патрубок 12. На патрубке 12 смонтирован кран 15 давления с до сервоприводом 14. Внутри патрубка 12 установлена термопара 15. Внутренние поверхности корпуса 1 перегородки 2 и конфузор 11 покрыты слоем теплоизоляции 16. Соединение корпуса 1 с конфуэором 11 герметизируется прокладкой 17, зажатой между фланцами

18 с помощью болтов 19.

Внутри камеры 4 симметрична и на одном уровне с держателем 5 образца. 1О размещены имитаторы. держателя 20 образца, запальника 21 и образца материала 22. Имитатор держателя 20 образца жестко связан с дверцей 23, которая крепится к корпусу 1 с помощью болтов 24. Дверца 23 герметизируется на корпусе 1 прокладкой 25.

Снизу корпус 1 закрыт диффузором

26 с набором сеток 27. К диффузору 26 примыкает патрубок 28 с краном 29. расхода и его сервопривоцом 30. Соединение корпуса 1 с диффузором 26 герметизируется прокладкой 31, зажатой между фланцами 32 с помощью болтов 33.

На боковой поверхности корпуса 1 в камере 3 напротив держателя 5 образца заподлццо с поверхностью стенки установлено защитное стекло 34 ра0 2 диационной панели 35, получающей электропитание от программного блока 36 питания (ПБП). . На боковой поверхности корпуса 1 в камере 4 напрот B друг друга установлены-заподлицо с поверхностью стенок осветители 37 и фотоэлементы 38 таким образом, что оптические оси каждой пары осветитель-фотоэлемент ориентированы горизонтально. Причем оптическая ось 39 одной пары находится на уровне верхнего среза перегородки 2, а оптическая ось 40 другой пары проходит непосредственно над имитатором держателя 20 образца.

Осветители 37 получают электропитание от стабилизатора 4 1 напряжения (СН). Фотоэлементы 38 связаны с блоком 42 управления кранами (БУК).

На корпусе 1 установлен датчик 43 давления (ДД), связанный с БУК 42. С помощью силовых проводов 44 БУК 42 связан с сервоприводами 14 и 30 кранов давления 13 и расхода 29.

Устройство работает следующим образом.

Снимаются дверцы 8 и 23. В держатель 5 образца закладывается образец испытываемого материала 7, а в имитатор держателя 20 образца †. имитатор образца материала 22. Дверцы 8 и 23 устанавливаются на место и корпус 1 герметизируется с помощью прокладок

10 и 25 при затяжке болтов 9 и 24.

С помощью БУК 42 задается величина рабочего давления внутри корпуса 1. С помощью ДД 43 БУК 42 вырабатывает управляющие сигналы, которые по проводам 44 управляют сервоприводами 14 и 30 и через них кранами 13 и 29 так, что кран 29 открыт, а кран

13 давления закрыт. Сжатый воздух (или газовая смесь) поступает в корпус 1. Давление в корпусе 1 повьппается до заданного. В дальнейшем БУК 42 по сигналам ДЦ 43 регулирует положение кранов 13 и 29 таким образом, что кран 13 давления поддерживает заданную величину давления в корпусе 1, а кран 29 расхода пропускает заданное количество воздуха.

Включаются СН 41, ПБП Зб и запальник 6. В ходе опыта ПБП 36 обеспечивает стабилизацию режима (ов) работы радиационной панели и, следовательно, заданную плотность теплового потока на поверхности образца материала 7 °

Л 13505

Поток тепловой энергии разогревает поверхность образца материала 7.

Под воздействием мощного теплового поля запальника 6 материал воспламе5 няется. Фронт пламени 45 начинает двигаться по поверхности образца материала 7 сверху вниз навстречу набегающему потоку свежего воздуха.

Скорость набегающего на фронт 10 пламени потока холодного воздуха оказывает влияние на скорость перемеще- ния фронта пламени и поэтому ее величина ограничивается. Имитация условий реального пожара соблюдается, когда фронт пламени возмущается только восходящим конвективным потоком, который сходит с поверхности образца материала.

Если краны 13 и 29 закрыты, то под воздействием выделяющегося на образце тепла внутри корпуса 1 возникает циркуляция (линия 46 тока на фиг. 4). Весь объем корпуса i задымлен. Горение образца материала 25 продолжается до тех пор, пока концентрация кислорода не снизится до уровня, ниже которого горение данного материала невозможно. Сигналы от фотодиодов 38 в зависимости.от степе- 30 ни потери оптической прозрачности среды по осям 39 и 40 на входе в

БУК 42 существенно ослаблены или полностью отсутствуют (символ — на фиг. 4).

В случае неограниченного расхода воздуха нижняя часть камеры 3 и камера 4 свободны от дыма.. Оптическая прозрачность среды по осям 39 и 40 не уменьшится. Поэтому фотодиоды 38 вы- 40 дадут на БУК 42 сигналы номинальной величины (символ + и линии 47 и 48 тока на фиг. 5). Подобный режим принудительного обдува образца, как влияющий на скорость распространения 45 пламени, неприемлем.

Работа в режиме естественного обдува образца материала за счет энергии восходящего конвективного потока . достижима, если принудительный расход 50 воздуха соответствует объему сходяще, го с образца материала 7 конвективного потока. Из этого условия следует, что расход газа в камере 4 должен отсутствовать. Подтверждению отсутствия циркуляции (линия 46 тока на фиг. 4) должно служить нахождение оптической оси 40 в чистом, незадымленном воздухе. Индикатором эаполне80 Ф ния конфузора 11 и верхней части корпуса 1 в камере 4 продуктами горения (дымом) является потеря или ослабление сигнала от фотодиода на оптической аси 39. Отсюда следует, чта

БУК 42 должен поставить краны 13 и

29 в такое положение, чтобы при заданном давлении среды в корпусе 1 сигнал от фотодиодов 38 на оптической оси 40 присутствовал, а сигнал на оптической оси 39 отсутствовал или был ослаблен. В этом случае движение воздуха (линия 49 тока на фиг. 6), наблюдается только .в камере 3. В конфузоре 11 произойдет накопление продуктов горения (линия 50 тока на фиг. 6). В данном случае возникает температурная или термическая стратификация, определяемая разностью температур и, как следствие, плотностей сред, Эффект стратификации препятствует перемешиванию горячих дымовых газов в конфузоре 11 с чистым холодным воздухом в камере 4. Стратификация устойчива, поскольку легкий газ располагается над тяжелым.

Восходящий конвективный поток формируется только за счет тепловыделений на поверхности образца материала 7 от радиационной панели 35 и тепловыделений от фронта пламени 45 горящей части образца. Локальный объем газов с повышенной температурой в камере 3 создаст локальный перепад давлений, подъемную силу и тем самым образует так называемый конвективный поток. Конструктивная идентичность выполнения камер 3 и 4 исключает влияние ограждающих конструкций на формирование и скорость подьема канвективного потока. Автоматическое обеспечение наличия сигнала на оптической оси 40 и ега отсутствие (ослабление) на оптической оси

39 гарантирует соответствие объема поступающего воздуха объему формирующегося конвективного потока.

Время опыта ограничивается временем горения материала или 10 мин, если материал не загорелся. В ходе опыта фиксируются параметры: время воспламенения; длина сгоревшей части образца; максимальнач температура дымовых газов по показанию термапары 15; время достижения максимальhL ной температуры дымовых газов.

Далее по замеренным параметрам подсчитывается величина индекса. рас!

3505

Устройство для определения индек- о са распространения пламени твердых 0 о материалов, содержащее радиационную панель, держатель образца с запаль- п ником и термопару, о т л и ч а ю — д щ е е с я тем, что, с целью повы- P щения достоверности определения ин- 2g п декса распространения пламени в усло- ц виях кислородообогащенных сред и при х повышенных давлениях, оно дополнительно содержит второй идентичный держатель образца, корпус с датчиком в-а пространения пламени, характеризую- щего пожароопасные свойства данного материала.

С прекращением горения образца отключаются СН 41, ПБП Зб и БУК 42, при этом клапан 13 давления переводится в полностью открытое, а клапан 29 в закрытое положения. После опыта отворачиваются болты 9„ снимается дверца 8, удаляются остатки образца материала 7 и чистится рабочий спай термопары 15. Смена образца материала 7 не требует перестановки имитатора образца материала 22.

Формула изобретения

6 давления, конфузор с краном давления, диффузор подачи воздуха с краном расхода, два сервопривода на кранах давления и расхода, два осветителя, два фотоэлемента и разделительную перегородку, верхняя часть корпуса соединена с раструбом конфузора, нижняя часть соединена с раструбом диффузора, по оси корпуса установлена разделительная перегородка, образующая в нем две идентичные проточные камеры, в каждой камере установлен держатель образца, в первой камере в стенке корпуса напротив держателя образца установлена радиационная панель, во второй камере на противоположных стенках корпуса установлены светители и фотоэлементы, оси пар свитетель — фотоэлемент ориентированы гораэонтально, причем ось первой ары осветитель — фотоэлемент прохоит на уровне верхнего края перегоодки, а ось второй пары проходит неосредственно над держателем образа, при этом сервоприводы кранов расода и давления электрически связаны с выходом блока управления, а вход блока управления связан с датчиком давления и выходами фотоэлементов.

i350580

Составитель В. Михалкин Редактор Л. Гратилло Техред Л.Олийнык Корректор А. Тяско

Заказ 5279/44 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4